52.Аномалии параллельных транзакций: потерянное обновление, зависимость от нефиксированных результатов, несогласованная обработка.

Управление параллельностью – это процесс организации одновременного выполнения в БД различных операций, гарантирующий исключение их взаимного влияния друг на друга.

Почему необходимо управлять параллельностью?

Важнейшей целью организации БД является обеспечение параллельного доступа нескольких пользователей к общим данным. Такой доступ осуществляется достаточно просто, если все пользователи читают данные, но как только один из параллельно обратившихся пользователей начинает изменять информацию возникает взаимное влияние процессов друг на друга. Обеспечивать же совместный доступ необходимо, так как это повышает общую производительность системы.

Существует три основных проблемы, которые могут иметь место при параллельном выполнении транзакций.

1 Проблема потерянного обновления. Эта проблема проявляется в том, что результаты успешно завершенной операции обновления одной транзакции перекрываются результатами выполнения другой транзакции.

время	T1	T2	значение элемента f
t1		begin tran	100
t2	begin tran	read f	100
t3	read f	f:=f+100	100
t4	f:=f-10	write f	200
t5	write f	commit	90
t6	Commit		90

В данном случае элемент – значение поля некоторого кортежа.

Транзакции Т1 и Т2 начинаются практически одновременно и считывают одинаковое значение элемента f. Одна добавляет к значению элемента 100 и записывает результат, а вторая вычитает 10 и также записывает результат. Таким образом значение элемента равно 90. Если бы транзакции выполнялись последовательно, то значение поля было бы равно 190. То есть явное влияние транзакций друг на друга. Избежать такой проблемы можно, если запретить Т1 читать элемент f до тех пор, пока Т2 не запишет его значения.

2 Проблема зависимости от нефиксированных результатов. Проблема возникает, если одна транзакция получит доступ к промежуточным результатам выполнения другой транзакции до того, как они будут зафиксированы в БД.

время	Т1	Т2	значение элемента f
t1		begin tran	100
t2		read f	100
t3		f:=f+100	100
t4	begin tran	write f	200
t5	read f	... {т.е Т1 читает после записи Т2}	200
t6	f:=f-10	rollback	100
t7	write f		190
t8	commit		190

Если бы транзакции выполнялись бы последовательно, то значение элемента f было бы равно 90. Подобную проблему можно устранить, если запретить Т1 читать значение элемента f до того, как Т2 будет зафиксирована или отменена.

3 Проблема несогласованной обработки (неповторяемого чтения). Эта проблема возникает, когда одна транзакция только считывает элементы, но вторая в это время изменяет их значения. (T1переводит деньги с f1 на f3, а Т2 считает общую сумму на счетах f1, f2, f3)

время	Т1	Т2	f1	f2	f3	sum
t1		begin tran	100	50	25
t2	begin tran	sum:=0	100	50	25	0
t3	read f1	read f1	100	50	25	0
t4	f1:=f1-10	sum:=sum+f1	100	50	25	100
t5	write f1	read f2	90 /*уТ1 100*/	50	25	100
t6	read f3	sum:=sum+f2	90	50	25	150
t7	f3:=f3+10		90	50	25	150
t8	write f3		90	50	35	150
t9	commit	read f3	90	50	35	150
t10		sum:=sum+f3	90	50	35	185
t11		Commit	90	50	35	185

Таким образом, сумма получилась не верной, не смотря на то, что перевод осуществлялся между теми же счетами, по которым считалась сумма. В данном случае БД осталась в корректном состоянии, но пользователь получил некорректные данные.

Избежать этой проблемы можно запретив чтение данных, пока их не запишет другая транзакция, даже если первая из них – транзакция, только читающая данные.